Az automatizálási rendszerek feszültségmérői

Érzékelők nélkül semmilyen zárt automatikus vezérlőrendszer nem elképzelhető, amelynek tanúvallomása visszacsatolásra kerül.

Érzékelők ... Annyira eltérő a felépítés és a működés elve. Digitális és analóg nyomásérzékelők, hőmérséklet-érzékelők, fordulatszámok, erőfeszítések, áram-, feszültség-, elmozdulás-érzékelők ... És ez nem a teljes sor, amely a különféle vezérlőrendszerekben használt érzékelők különféle típusait tartalmazza.

de érzékelő - ez csak egy eszköz, amely megváltoztatja a jelét a mért paraméterhez képest. Mivel az átvitelhez és az átalakításhoz a legkényelmesebb jel az elektromos áram, a legtöbb érzékelő működésének elve a saját elektromos ellenállásának megváltoztatásán alapul, egy külső tényező hatására. Ezért a beépített tensometrikus elemekkel rendelkező érzékelőket széles körben használják.

Mi az? nyúlásmérő elem? Ez leggyakrabban fémötvözetből (fóliából) készült védett film, amelynek elektromos ellenállása közvetlenül arányos a bekövetkező deformációval. Az alkalmazott ötvözet általában egy bizonyos arányban nikkel és réz keveréke.

Ezeknek a fémeknek a kombinációja adja a legerősebb ellenállást a külső mechanikai behatásoktól. Kiderül, hogy minden nagyon egyszerű: beépítettek egy feszültségmérő ellenállás elemet az áramkörbe, állandó kis feszültséget (több volt) adtak rá, és az áram nagysága alapján megítéljük a deformációkat, azaz az érzékelőre ható erőt.

De a gyakorlatban van egy másik probléma. Ez abban áll, hogy a réz és a nikkel ötvözetének ellenállása a deformáció hatására is nagyon jelentéktelen. Ezért erősítőket vagy analóg-digitális átalakítókat kell használni.

Mivel a mérés a nulla ponttól könnyebb, a Wheatstone Bridge-nek nevezett deformációs mérőt gyakran használják a deformációs mérő érzékelőkben. A Wheatstone híd egy négy terminálos eszköz, amelynek körében R1, R2, R3 és R4 ellenállások vannak. Az ellenállások a híd vállán, azaz a független ágakban helyezkednek el.

Nagyon fontos, hogy ha a Wheatstone-híd mind a négy ellenállása egyenlő, akkor a kimeneti feszültség nulla, a bemeneti feszültségtől függetlenül. És ha legalább az egyik karban az ellenállás megváltozik, akkor a híd kimenetének azonnal olyan feszültsége lesz, amelyet könnyen követni lehet, és amely közvetlenül arányos az ellenállás ellenállásának változásával.

A Wheatstone-híd kimeneti feszültségének ezen függvényében a vállakban levő ellenállás változásától való függését a deformációmérőknél alkalmazzák. Vagyis azáltal, hogy a deformációmérő ellenállásokat a híd egy vagy több vállába helyezzük, képesek leszünk követni az érzékelőben bekövetkező komplex deformációkat.

Szerkezetileg az érzékelő rugalmas elem, amely feszültségmérőket tartalmaz. A hídban szereplő szokásos ellenállások behelyezhetők az ADC-be vagy külön blokkban elkészíthetők.

Elképesztő, mennyire változatos méréseket lehet elvégezni hasonló nyúlásmérő érzékelőkkel. A feszültségmérők lehetővé teszik az erő, súly, nyomás, elmozdulás, önmagában az alakváltozás, a rezgés vezérlését ... A feszültségmérők természetesen az egyik leghasznosabb találmányok az automatizálás területén.

Alexander Molokov